【C语言】程序环境和预处理(下)

简介: 【C语言】程序环境和预处理(下)

(5)带副作用的宏参数

当宏参数在宏的定义中出现超过一次的时候,如果参数带有副作用,那么你在使用这个宏的时候就可能出现危险,导致不可预测的后果。

副作用就是表达式求值的时候出现的永久性效果。 例如:

x+1;//不带副作用

x++;//带有副作用(会改变x的值)

MAX宏可以证明具有副作用的参数所引起的问题:

#define MAX(a, b) ( (a) > (b) ? (a) : (b) )
...
x = 5;
y = 8;
z = MAX(x++, y++);
printf("x=%d y=%d z=%d\n", x, y, z);//输出的结果是什么?

这里我们得知道预处理器处理之后的结果是什么:

z = ( (x++) > (y++) ? (x++) : (y++));

所以输出的结果是:x=6 y=10 z=9

(6)宏和函数对比

宏通常被应用于执行简单的运算。

比如在两个数中找出较大的一个:

#define MAX(a, b) ((a)>(b)?(a):(b))

那为什么不用函数来完成这个任务?原因有二:

  • 用于调用函数和从函数返回的代码可能比实际执行这个小型计算工作所需要的时间更多(函数调用有很多准备工作,函数栈帧)。 所以宏比函数在程序的规模和速度方面更胜一筹。
  • 更为重要的是函数的参数必须声明为特定的类型(函数有类型检查)。 所以函数只能在类型合适的表达式上使用。反之这个宏怎可以适用于整形、长整型、浮点型等可以 用于>来比较的类型。 宏是类型无关的

宏的缺点:

  • 每次使用宏的时候,一份宏定义的代码将插入到程序中(预编译阶段的替换工作)。除非宏比较短,否则可能大幅度增加程序的长度(增大编译器编译压力)。
  • 宏是没法调试的。
  • 宏由于类型无关,也就不够严谨。
  • 宏可能会带来运算符优先级的问题,导致程容易出现错。

宏有时候可以做函数做不到的事情。比如:宏的参数可以出现类型,但是函数做不到。

#define MALLOC(num, type)\
 (type *)malloc(num * sizeof(type))
...
//使用
MALLOC(10, int);//类型作为参数
//预处理器替换之后:
(int*)malloc(10 * sizeof(int));

宏和函数的对比:

(7)命名约定

一般来讲函数的宏的使用语法很相似,所以语言本身没法帮我们区分二者。

那我们平时的一个习惯是: 把宏名全部大写,函数名不要全部大写

(三)#undef

这条指令用于移除一个宏定义。

#undef NAME

如果现存的一个名字需要被重新定义,那么它的旧名字首先要被移除。

(四)命令行定义

许多C的编译器提供了一种能力,允许在命令行中定义符号。用于启动编译过程。

例如:当我们根据同一个源文件要编译出一个程序的不同版本的时候,这个特性有点用处。(假定某个程序中声明了一个某个长度的数组,如果机器内存有限,我们需要一个很小的数组,但是另外一个机器内存大些,我们需要一个数组能够大些。)

需要利用gcc编译器演示:

int main()
{
  int arr[SZ] = { 0 };
  int i = 0;
  for (i = 0; i < SZ; i++)
  {
    arr[i] = i;
  }
  for (i = 0; i < SZ; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}

这里的SZ需要利用编译指令来声明:

linux 环境演示 gcc test.c -D SZ=10 -o test

此时就将SZ赋值为10了,这样每次编译我们都可以指定SZ的大小。

(五)条件编译

在编译一个程序的时候我们如果要将一条语句(一组语句)编译或者放弃是很方便的。因为我们有条件编译指令。

比如说: 调试性的代码,删除可惜,保留又碍事,所以我们可以选择性的编译。

#define __DEBUG__
int main()
{
  int i = 0;
  int arr[10] = { 0 };
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    arr[i] = i;
    #ifdef __DEBUG__
    printf("%d\n", arr[i]);//为了观察数组是否赋值成功。
    #endif //__DEBUG__
  }
  return 0;
}

在项目中,我们可以将调试性的代码两侧放置条件编译, 在代码头部放置#define __DEBUG__,这样当你想要进行调试时,就保留,调试完成就注释掉头部语句。

常见的条件编译指令:

1.
#if 常量表达式
  //...
#endif
//常量表达式由预处理器求值。
如:
#define __DEBUG__ 1
#if __DEBUG__
  //..
#endif
2.多个分支的条件编译
#if 常量表达式
  //...
#elif 常量表达式
  //...
#else
  //...
#endif
3.判断是否被定义
#if defined(symbol)
#ifdef symbol
#if !defined(symbol)
#ifndef symbol
4.嵌套指令
#if defined(OS_UNIX)
  #ifdef OPTION1
    unix_version_option1();
  #endif
  #ifdef OPTION2
    unix_version_option2();
  #endif
#elif defined(OS_MSDOS)
  #ifdef OPTION2
    msdos_version_option2();
  #endif
#endif

(六)文件包含

我们已经知道, #include 指令可以使另外一个文件被编译。就像它实际出现于 #include 指令的地方一样。

这种替换的方式很简单:预处理器先删除这条指令,并用包含文件的内容替换。 这样一个源文件被包含10次,那就实际被编译10次。

(1)头文件被包含的方式:

  • 本地文件包含:

#include "filename"

查找策略:先在源文件所在目录下查找,如果该头文件未找到,编译器就像查找库函数头文件一样在标准位置查找头文件。 如果找不到就提示编译错误。

Linux环境的标准头文件的路径:

/usr/include

VS环境的标准头文件的路径:

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 12.0\VC\include

注意按照自己的安装路径去找。

  • 库文件包含:

#include <filename.h>

查找头文件直接去标准路径下去查找,如果找不到就提示编译错误。

这样是不是可以说,对于库文件也可以使用 "" 的形式包含?

答案是肯定的。

但是这样做查找的效率就低些,当然这样也不容易区分是库文件还是本地文件了。

(2)嵌套文件包含

看以下场景:

如何解决这个问题呢?

答案是:条件编译。

每个头文件的开头这样写:

#ifndef __TEST_H__
#define __TEST_H__
//头文件的内容
#endif

或者:

#pragma once

就可以避免头文件的重复引入。


到这里,C语言的内容就全部结束了,我的GITEE仓库中实现了三个版本的通讯录:

🌍我的仓库:fanfei_c的仓库

其中涉及到结构体、动态内存以及文件操作的相关知识,可以帮助大家巩固知识,希望大家多多点赞支持,关注博主不迷路🔥🔥🔥

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